برای اولین بار یک فضاپیما خورشید را لمس کرد

در 28 آوریل 2021، کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا توانست از جو فوقانی خورشید موسوم به تاج خورشید عبور کند. پارکر اولین فضاپیمایی است که خورشید را لمس کرد. این ماموریت توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز (JHU/APL) هدایت شد. این تیتر (برای اولین بار یک فضاپیما خورشید را لمس کرد) جزء جذاب ترین خبرها در هفته اخیر بوده است.

خب حالا داستان چیه؟

این کاوشگر خورشیدی اولین مشاهدات مستقیم خود را از آنچه در جو خورشید نهفته است، انجام داد. همچنین پدیده هایی را اندازه گیری کرد که قبلاً فقط تخمین زده شده بودند.
جاستین سی کسپر، نویسنده اول، معاون مدیر ارشد فناوری BWX Technologies و استاد دانشگاه است. او می گوید: این مشاهدات نشان دهنده دستیابی به هدف اولیه ماموریت پارکر و دوره جدیدی برای درک فیزیک تاج خورشیدی است.

لبه بیرونی خورشید از سطح بحرانی آلفون شروع می شود. سطح بحرانی آلفون نقطه ای است که در آن خورشید، نیروهای گرانشی و مغناطیسی به طور مستقیم باد خورشیدی را کنترل و بررسی می کنند. بسیاری از دانشمندان می گویند: این ناحیه منشا معکوس شدن های ناگهانی میدان مغناطیسی خورشید می باشد. به جا به جایی میدان مغناطیسی سوئیچ بک می گویند.

کسپر گفت: «ایده‌ی فرستادن فضاپیما به جو مغناطیسی خورشید، به سال‌ها قبل باز می‌گردد. محققان، فضاپیما را به مکانی انتقال دادند که انرژی مغناطیسی، بیشتر از انرژی جنبشی و انرژی گرمایی یون ها و الکترون ها بود.

روش انجام تحقیقات

ارسال فضاپیما

در سال 2018، ناسا کاوشگر خورشیدی پارکر را با هدف رسیدن به تاج خورشید و اولین بازدید بشر از یک ستاره به فضا فرستاد. آوریل گذشته، کاوشگر به مدت پنج ساعت در زیر سطح بحرانی آلفون در تماس مستقیم با پلاسمای خورشید بود. در زیر سطح آلفون، فشار و انرژی میدان مغناطیسی خورشید قوی تر از فشار و انرژی ذرات بود. این فضاپیما سه بار از بالا و زیر سطح آلفون عبور کرد. این اولین بار است که یک فضاپیما وارد تاج خورشیدی می شود و جو خورشید را لمس می کند.
در کمال تعجب، پژوهشگران دریافتند که سطح بحرانی آلفون چروکیده است. داده‌ های ارائه شده توسط پارکر نشان می‌ دهد که بزرگ‌ترین و دورترین چین‌ و چروک سطح آن توسط یک شبه‌ جریان ایجاد شده است. همچنین یک ساختار مغناطیسی بزرگ با عرض بیش از ۴۰ درجه در درونی‌ ترین بخش قابل مشاهده‌ی خورشید وجود دارد.

زوایای پنهان این پروژه تحقیقاتی

زوایا و پدیده های پنهانی در این پروژه تحقیقاتی وجود دارد. برای مثال هنوز مشخص نیست، چرا یک شبه جریان می‌ تواند سطح بحرانی آلفون را از خورشید دور کند. همچنین دانشمندان معتقدند، سوییچ‌ بک‌ های بسیار کمتری در زیر سطح بحرانی آلفون نسبت به بالای آن وجود دارند. به همین دلیل ممکن است، این سوییچ‌ بک‌ ها در تاج خورشید شکل نگیرند. این کاوشگر همچنین شواهدی مبنی بر افزایش توان بالقوه در داخل تاج را ثبت کرد که ممکن است باعث کشف فیزیک ناشناخته ای شود. این رفتار ها و پدیده های جدید در گرما و اتلاف انرژی تاثیر گذار هستند.

نور ای. رئوافی، دانشمند پروژه کاوشگر خورشیدی پارکر در JHU/APL است. او گفت: در چند دهه اخیر تیم ما در حال بررسی خورشید و تاج آن است. در مکان تاج خورشید، پدیده جالبی برای گرم کردن و شتاب بخشیدن به پلاسمای باد خورشیدی اتفاق می افتد. اما تاکنون نتوانستیم به طور دقیق، این پدیده را توصیف کنیم.

دانشمندان در هشتمین برخورد کاوشگر خورشیدی با خورشید به این اطلاعات مهم دست یافتند. همه ی اطلاعات در آرشیو PSP ناسا به صورت عمومی در دسترس هستند. چندین مطالعه قبلی پیش‌بینی می‌کردند که این کاوشگر برای اولین بار در سال 2021 از مرزهای خورشید عبور می کند.
تا به امروز کاوشگر خورشیدی پارکر سریع‌ ترین شیء ساخته شده توسط بشر است. این فضاپیما دستاورد های زیادی به همراه داشت. اطلاعات شگفت انگیزی درباره‌ی انفجار هایی که آب‌ و هوای فضایی را ایجاد می‌کنند و یا خطر های گردوغبار فضایی با این فضاپیما به دست آمد.

نتیجه تحقیقات

مشاهدات مستقیم توسط فضاپیما می‌تواند اطلاعات روشن و صریحی درباره ی فیزیک گرمایش و شکل‌گیری باد خورشیدی به ما دهد. نتایج این تحقیقات در Physical Review Letters منتشر شد. همچنین در یک کنفرانس مطبوعاتی اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا در 14 دسامبر2021 نیز اعلام شد.

گری زانک، محقق مشترک ابزار خورشیدی کاوشگر (SWEAP) و یکی از اعضای آکادمی ملی علوم است. او می گوید: «به سختی می‌ توان درباره ی اهمیت این رویداد و مشاهدات کاوشگر خورشیدی پارکر اغراق کرد. از آغاز عصر فضا بیش از 50 سال است که جامعه هلیوسفر با مشکلات بی پاسخ دست و پنجه نرم می کند. برای مثال، چگونه تاج خورشیدی تا بیش از یک میلیون درجه گرم می شود تا باد خورشیدی را به حرکت درآورد! زانک افزود: این رویداد همان چیزی است که بسیاری از هلیوفیزیکدانان در دوران کاری خود رویای انجام آن را داشتند.
کاوشگر خورشیدی پارکر پس از رسیدن به اولین هدف خود، اکنون قصد دارد به نقاط عمیق‌ تر اتمسفر خورشید برود و مدت زمان طولانی‌ تری را در آن جا سپری کند.

منابع:

• J. C. Kasper, K. G. Klein, E. Lichko, Jia Huang, C. H. K. Chen, S. T. Badman, J. Bonnell, P. L. Whittlesey, R. Livi, D. Larson, M. Pulupa, A. Rahmati, D. Stansby, K. E. Korreck, M. Stevens, A. W. Case, S. D. Bale, M. Maksimovic, M. Moncuquet, K. Goetz, J. S. Halekas, D. Malaspina, Nour E. Raouafi, A. Szabo, R. MacDowall, Marco Velli, Thierry Dudok de Wit, G. P. Zank. Parker Solar Probe Enters the Magnetically Dominated Solar Corona. Physical Review Letters, 2021; 127 (25) DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.255101

مترجم: فائزه الیاسی | ویراست و تولید محتوا: مطهره تقیپور